Tässä kuvaajassa on esitetty ulottuvuudet aika, kustannus ja suunnitteluratkaisu. Voimme nähdä miten tässä kuvitteellisessa esimerkissä halvin rakennus on lopulta kallein. Seuraavaksi tarvitsemme asteikon käyttäjän kokemukselle.
Tässä kuvaajassa on esitetty ulottuvuudet aika, kustannus ja suunnitteluratkaisu. Voimme nähdä miten tässä kuvitteellisessa esimerkissä halvin rakennus on lopulta kallein. Seuraavaksi tarvitsemme asteikon käyttäjän kokemukselle.
Vielä hetki sitten piirsivät arkkitehdit suunnitelmansa käsin. Insinöörit piirsivät kuultopaperin avulla ja naputtelivat taskulaskimiaan. Kustannuslaskijat tekivät mutuarvioitaan mittatikun kanssa. Rakennustyömailla ihmeteltiin piirustuksia ja niiden versioita.
Rakennusprojektin informaatiomäärä on valtava. Nykyaikainen rakennukseen liittyvä tekniikka on yhä monimutkaisempaa ja vaatii yhä enemmän suunnittelua ja etenkin suunnitelmien yhteensovittamista.
Rakennustyömailla on totuttu korjailemaan suunnitelmissa olevia virheitä tai korjaamaan virheellisten suunnitelmien mukaan rakennettuja rakenteita. Virheiden jälkikäteen korjailu on erittäin kallista ja aikaavievää työtä, johon ei kilpailuyhteiskunnassa ole varaa.
Parikymmentä vuotta sitten astuivat ensimmäiset tietokoneet myös suunnittelijoiden pöydille. Osa otti uudet ihmeet innolla vastaan ja alkoi perehtymään koneen mysteereihin. Osa vastusti muutosta ja taipui laitteiden käyttöön vasta nähtyään kollegoiden pärjäävän paremmin tai kenties vasta tilaajan vaatiessa.
Ensimmäiset suunnitteluohjelmat eivät olleet juuri paperia parempia. Kynän sijasta viivoja vedeltiin sähköisinä kuvaruudulle. Tietokone toi pieniä parannuksia: kumittaminen oli helpompaa ja viivoja pystyi piirtämään eri "tasoille" ja näitä tasoja yhdistelemällä oli mahdollista tuottaa piirustuksia erilaisilla tietosisällöillä.
Näitä paperisimulaattoreita käytetään edelleen laajasti. Ne eivät tietosisällöltään kuitenkaan ole juuri paperia parempia – kuvien tulkintaan tarvitaan ihminen.
CAD-ohjelmalla piirretyt viivat ovat tarkempia ja juuri oikean mittaisia. Myös mittaviivat ja pinta-alat ovat yleensä oikein, sillä tietokone on ne automaattisesti laskenut. Lisäksi tieto voidaan elektronisesti siirtää toiselle suunnittelijalle nopeasti ja tarkkuudesta tinkimättä.
Monet paperidokumenttien ongelmat ovat kuitenkin ennallaan. Julkisivut, pohjat ja leikkaukset eivät aina ole kohdallaan. Pahimmillaan pilarilinjat ja jopa hissikuilu ovat rakennuksen eri kerroksissa eri kohdalla. Lienee turha edes mainita palkkien, sähköhyllyjen ja ilmastointputien hallitsematonta törmäilyä.
Pahinta kuitenkin on viivakuvan tyhmyys. Viivat ovat vain viivoja sisältämättä tietoa tarkoituksestaan. Viivojen merkityksen tulkinta jää kuvan tarkastelijan varaan.
Kaiken aikaa näiden paperisimulaattorien rinnalla on kehitetty myös kolmiulotteiseen mallinnukseen tarkoitettuja ohjelmia, joista osaa nimenomaisesti rakennussuunnitteluun. Monille siirtyminen perinteisistä papereista suoraan virtuaaliseen 3D-maailmaan oli liian pelottava hyppy tuntemattomaan, niinpä moni valitsi tutummalta tuntuvan 2D-ohjelman.
3D-mallinnus vaatii raskasta laskentaa. 80-luvulla yksinkertaisenkin talon 3D-kuvan laskenta vei tunteja ja hienompi kuva jopa päiviä. Nyt samanlainen malli pyörii näytöllä reaaliajassa väritettynä varjoineen ja heijastuksineen.
3D-mallinnuksen ensimmäinen aalto vastasi 2D-piirtämistä. Piirrettiin viivoja, pintoja ja massoja, joilla ei ole tietosisältöä, vain pelkkä muoto. Kolmiulotteisessa mallissa on muotoja, jotka näyttävät talolta, ikkunoilta, kalusteilta ja IV-putkilta, mutta tietokone itse ei erota viemäriä pilarista – eikä aina sunnittelijakaan.
3D-malli tarjoaa kuitenkin monia etuja. Kun piirustukset tuotetaan samasta 3D-mallista, niin ne ovat keskenään yhdenmukaisia. Kun julkisivu on 3D-mallin projektio, kun leikkaus tehdään 3D-mallista ja kun vielä pohjapiirustuskin tulee 3D-mallista automaatisesti, niin ne väkisinkin esittävät samaa rakennusta ja rakennusosat ovat samassa paikassa kaikissa piirustuksissa.
Jo pelkästään 3D-mallin käyttö suunnittelussa vähentää radikaalisti virheitä suunnitelmissa, sillä kaikki piirustukset ovat väkisinkin keskenään ristiriidattomia.
Pelkkä muoto ei kuitenkaan riitä rakennuksen toteuttamiseen. Tarvitaan tietoa materiaaleista, rakennusteniikasta, kustannuksista, ilmastosta ja lukemattomista muista asioista. BIM (Building Information Model) ratkaisee ongelman lisäämällä 3D-muotoihin ja itse suunnitelmaan tietoa.
BIM-mallissa esimerkiksi seinä ei ole kolmiulotteinen möhkäle, jolla on väri, vaan se on rakennusosa tyypiä seinä, jolla on tietty rakenne, tietyt materiaalit, rakennustapa, kustannukset, sekä lämmöneristys-, kestävyys- ja rakenneominaisuudet. Hyvässä BIM-mallissa seinäkomponentti sisältää kaiken tiedon kyseisen seinän toteuttamiseksi.
Hyvän BIM-mallin kaikki rakennusosat sisältävät itsestään riittävästi tietoa. Ikkunoista ja ovista saadaan täydellinen tilauslista ikkuna- ja ovitoimittajalle, betonimenekki tiedetään kuutiomillin tarkkuudella ja jos malli on sidottu projektinhallintaohjelmiston, niin jopa rakennusaikataulu voidaan simuloida 3D-animaationa.
Hyvään BIM-malliin on yhdistetty rakennuksen kaikki tieto. Niinpä rakenne-, LVI- ja sähkösuunnittelijoiden sunnitelmien ristiriidat tulevat esiin jo aikaisessa vaiheessa, kun ne o vielä helppo ratkaista. Työmaalla ei tarvitse tehdä odottamattomia reikiä rakenteisiin tai uusia mutkia putkiin.
Hyvä BIM-malli tarjoaa huikean kilpailuedun rakennuttajalle. Suunnittelmien korkeampi laatu tuo toteutukseen virheettömyyttä ja ennustettavuutta samalla kun kustannukset laskevat ja aikataulu nopeutuu.
BIM on nD-malli rakennuksesta. Monet ohjelmistotoimittajat mainostavat ohjelmiaan 4D- ja 5D-ohjelmina, mutta todellinen tarve on paljon useammille ulottuvuuksille.
BIM-malleissa neljäs ulottuvuus on usein aika. Sen avulla voidaan simuloida rakennusprosessia. Viidennellä ulottuvuudella tarkoitetaan yleensä kustannuksia, pelkkiä materiaalikustannuksia tai kehittyneemmissä prosesseissa myös muita panoksia kuten työtä. Molempia ulottuvuuksia hyödyntämällä voidaan simuloida jopa elinkaarikustannuksia aina rakennuksen purkamiseen ja jätteiden käsittelyyn asti.
Lisää ulottuvuuksia tarvitaan erilaisten skeenarioiden ja vaihtoehtojen analysointiin. Mahdollisuudet ovat lähes rajattomat, kunnes lopulta meillä on täydellinen virtuaalikopio todellisuudesta, jossa voimme liikkua vapaasti ajassa ja vaihtoehdoissa.
Nyt haasteemme on huomata ja opetella hyödyntämään BIM-mallin tarjoamat edut – paluuta paperiin ei ole.
Teksti on kirjoitettu alunperin kolumniksi Etelä-Korealaiseen rakennuslehteen. Sittemmin se on julkaistu ArchiMAD-lehdessä 3/2008 ja Arkkitehtiuutisissa 8/2008.
Please, send any comments to Severi@mad.fi